科学家计划2018年制造出“人造太阳”
科学家计划2018年制造出“人造太阳”
目前在法国南部卡达拉舍“国际热核聚变实验反应堆”建设工程正在如火如荼地进行着。几十位来自世界各国的最顶尖核能科学家汇聚法国，组成实力强劲的国际科研团队，紧锣密鼓地开展工作，计划到2018年制造出一个“人造太阳”。
这一热核聚变实验反应堆将会利用氢的两种重同位素氘和氚来产生大量能源，理论上将为人类提供丰富的清洁能源，不仅会实现碳的零排放，而且产生的辐射性废物比当前的核裂变反应堆要少许多。
一、核聚变能源前景无限
核聚变同核裂变不同，核裂变是一个重原子核分裂成几个轻原子核的过程，核聚变是几个轻原子核聚合为质量更重的原子核的过程。 目前世界上的核电站都是通过核裂变方式制造电能的，但是核聚变比核裂变能产生更多能量，而且更高效、清洁。最常见的核聚变是由氢的同位素氘和氚聚合成较重的原子核如氦而释出能量。
核聚变有着诱人的前景。地球上蕴藏着丰富的核聚变原料。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。如果把自然界中的氘用于聚变反应，释放的能量足够人类使用100亿年。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。
其实早在约100年前，世界著名物理学家爱因斯坦就预见到在原子核中蕴藏着巨大的能量。1939年，美国物理学家贝特证实，一个氘原子核和一个氚原子核碰撞，结合成一个氦原子核，并释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。这个发现，揭示了太阳“燃烧”的奥秘。
于是，制造一个装置，通过受控热核聚变反应获得无穷尽的新能源，成为全世界许多科学家的梦想。“这就相当于人类为自己制造一个或数个小太阳，源源不断从核聚变中得到能量。”
国际热核实验反应堆(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)计划也被称为“人造太阳”计划，由欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度等7方共同参与，与国际空间站、欧洲大型强子对撞机、人类基因组计划一样，是一个庞大的国际科技合作项目，需要多国科学家合作才能完成。其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来获取丰富的能源。其原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的超高温条件下，利用氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变燃料氘和氚可以从海水中提取，核聚变反应不产生温室气体及核废料。由于原料取之不尽，不会危害环境，这一计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用核聚变能，从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程，因此，意义和影响十分重大。
专家认为，在核聚变反应堆里，氘、氚等原子聚合后，变成更重的原子。这和通过分裂而释放能量的核裂变截然不同，人们需要进行许多实验来了解有关反应的特性。此外，要在地球上使用受控的核聚变反应堆，就必须把气体加热到超过1亿摄氏度。这在工程和材料上的挑战将非常艰巨，据了解，要建造这一“人造太阳”，需要成千上万吨的混凝土和钢铁，而且还需要多种罕见的物质，比如铍、铌、钛和钨，以及低温液氮和液态氦。当然，最为关键的是，还需要大量核燃料。所有这些原料最终将会制造出国际热核聚变实验反应堆，从而在热核聚变领域取得重大突破。
